• Title/Summary/Keyword: Forest-fire

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GEMS 영상과 기계학습을 이용한 산불 연기 탐지 (Detection of Wildfire Smoke Plumes Using GEMS Images and Machine Learning)

  • 정예민;김서연;김승연;유정아;이동원;이양원
    • 대한원격탐사학회지
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    • 제38권5_3호
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    • pp.967-977
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    • 2022
  • 산불의 발생과 강도는 기후 변화로 인하여 증가하고 있다. 산불 연기에 의한 배출가스 대기질과 온실 효과에 영향을 미치는 주요 원인 중 하나로 인식되고 있다. 산불 연기의 효과적인 탐지를 위해서는 위성 산출물과 기계학습의 활용이 필수적이다. 현재까지 산불 연기 탐지에 대한 연구는 구름 식별의 어려움 및 모호한 경계 기준 등으로 인한 어려움이 존재하였다. 본 연구는 우리나라 환경위성 센서인 Geostationary Environment Monitoring Spectrometer (GEMS)의 Level 1, Level 2 자료와 기계학습을 이용한 산불 연기 탐지를 목적으로 한다. 2022년 3월 강원도 산불을 사례로 선정하여 산불 연기 레이블 영상을 생성하고, 랜덤 포레스트 모델에 GEMS Level 1 및 Level 2 자료를 투입하여 연기 픽셀 분류 모델링을 수행하였다. 훈련된 모델에서 입력변수의 중요도는 Aerosol Optical Depth (AOD), 380 nm 및 340 nm의 복사휘도 차, Ultra-Violet Aerosol Index (UVAI), Visible Aerosol Index (VisAI), Single Scattering Albedo (SSA), 포름알데히드, 이산화질소, 380 nm 복사휘도, 340 nm 복사휘도의 순서로 나타났다. 또한 2,704개 픽셀에 대한 산불 연기 확률(0≤p≤1) 추정에서 Mean Bias Error (MBE)는 -0.002, Mean Absolute Error (MAE)는 0.026, Root Mean Square Error (RMSE)는 0.087, Correlation Coefficient (CC)는 0.981의 정확도를 보였다.

대형재난 및 산불 공중지휘통제용 무인자율헬기 개발에 관한연구 (A Study on the design of Unmanned Autonomous Helicopter for Aerial Monitoring and Control of a Large Size Disaster and Forest Fire)

  • 김종권;곽지현;손봉세
    • 한국화재소방학회:학술대회논문집
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    • 한국화재소방학회 2008년도 추계학술논문발표회 논문집
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    • pp.105-110
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    • 2008
  • Unmanned helicopter has several abilities such as vertical take off, hovering, low speed flight at a specific altitude. Such vehicles are becoming popular in actual applications such as search and rescue, aerial reconnaissance and surveillance in the case of a large size disaster and forest fire. In this paper, a flight control system was designed for an unmanned helicopter. This paper was concentrated on describing the systematic design, electronic equipments and their interconnections for realizing the autonomous flight and aerial monitoring. A study on the autonomous waypoint navigation and altitude control performance were performed and tested on a test unmanned helicopter and the performance and the feasibility were represented.

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Evaluation Methods of Flame Retardants for Wooden Cultural Properties

  • Son, Dong Won;Han, Gyu-Seong
    • Journal of the Korean Wood Science and Technology
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    • 제42권5호
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    • pp.590-596
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    • 2014
  • Wooden cultural heritages of Korea have been destroyed by fire in many cases. As a result, a number of methods to protect wooden cultural properties against fire were introduced. A way of protecting wooden cultural properties installations of fire equipments such as sprinkler, fire alarm system, or fire extinguisher. Another way of protecting wooden cultural properties is to treat them with flame retardants for their safety. Development of a very effective flame retardant with a good performance without affecting danchung and wood quality is required. At the same time, methods of evaluating flame retardant treated woods should be devised to assess their efficacy. In this study, combustion characteristics using cone-calorimeter, limit oxygen index, moisture absorption, iron corrosive and weathering were analyzed to evaluate the flame resistance efficacy and performance of flame retardants treated woods. The evaluation methods of flame retardants for wooden cultural heritage were suggested.

영상 처리 기법을 이용한 터널 내 화재의 고속 탐지 기법의 개발 (Development of High-speed Tunnel Fire Detection Algorithm Using the Global and Local Features)

  • 이병무;한동일
    • 대한전자공학회:학술대회논문집
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    • 대한전자공학회 2006년도 하계종합학술대회
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    • pp.305-306
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    • 2006
  • To avoid the large scale of damage when fire occurs in the tunnel, it is necessary to have a system to minimize the damage, and early discovery of the problem. In this paper, we have proposed algorithm using the image processing, which is the high-speed detection for the occurrence of fire or smoke in the tunnel. The fire detection is different to the forest fire detection as there are elements such as car and tunnel lightings and other variety of elements different from the forest environment. Therefore, an indigenous algorithm should be developed.The two algorithms proposed in this paper, are able to complement with each other and also they can detect the exact position, at the earlier stay of detection. In addition, by comparing properties of each algorithm throughout this experiment, we have proved the propriety of algorithm.

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터널 내 감시 카메라 영상을 이용한 실시간 화염 및 연기 탐지 기법의 개발 (Development of Real-time fire and Smoke Algorithms Using Surveillance Camera in Tunnel Environment)

  • 이병무;한동일
    • 대한전자공학회:학술대회논문집
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    • 대한전자공학회 2007년도 하계종합학술대회 논문집
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    • pp.219-220
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    • 2007
  • In this paper, we proposed image processing technique for automatic real time fire and smoke detection in tunnel environment. To avoid the large scale of damage of fire occurred in the tunnel, it is necessary to have a system to minimize and to discover the incident as fast as possible. The fire and smoke detection is different from the forest fire detection as there are elements such as car and tunnel lights and others that are different from the forest environment so that an indigenous algorithm has to be developed. The two algorithms proposed in this paper, are able to detect the exact position, at the earlier stage of incident.

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디지털예보자료와 Daily Weather Index (DWI) 모델을 적용한 한반도의 산불발생위험 예측 (Prediction of Forest Fire Danger Rating over the Korean Peninsula with the Digital Forecast Data and Daily Weather Index (DWI) Model)

  • 원명수;이명보;이우균;윤석희
    • 한국농림기상학회지
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    • 제14권1호
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    • pp.1-10
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    • 2012
  • 본 연구는 디지털예보(현 동네예보) 자료를 활용하여 우리나라의 산불위험예보의 정확도 향상은 물론 기상에 의한 산불위험지수를 산출하여 한반도의 산불위험예보 체계를 구축하는데 있다. 한반도 지역의 산불발생위험을 나타내는 기상지수(daily weather index, DWI)를 산출하기 위해 기상청의 5km 격자간격의 디지털예보자료를 이용하였다. DWI 분석을 위해 온도, 습도, 풍속 UV, 1시간 강우량, 12시간 강우량을 대상으로 한반도 전역에 대한 기상요소별 기후분포도를 제작하였다. 한반도의 기상에 의한 일일 DWI 산출을 위해 대형산불이 자주 발생하는 강원도 지역의 산불발생확률식 $[1+{\exp}\{-(2.494+(0.004{\times}T_{max})-(0.008{\times}EF))\}]^{-1}$을 적용하였다. 기상예보자료의 예측정확도 검증을 위해 RDAPS, 디지털예보, 실황자료 모두 2005년 12월 12일 15시 자료를 대상으로 비교 분석한 결과 76개 기상관측소에서 관측한 실황자료에 대응하는 기상요소별 디지털예보의 예측값이 RDAPS 추출 자료보다 향상된 예측결과를 보였다. 산불위험예보 정확도 검증을 위해 사용한 실황자료와 디지털예보자료의 평균오차는 평균 기온 $0.2^{\circ}C$, 실효습도 2.4%, 평균풍속 2.2m/s로 나타나 큰 변이는 없었지만, 평균풍속에서 실측값과 예측값간의 차이가 있는 것으로 나타났다. 디지털예보자료를 활용할 경우 RDAPS 자료보다 산불위험예보의 정확도가 크게 향상되는 결과를 얻을 수 있었으며, 산불위험예보의 정확도 검증을 위해 실황자료와 디지털예보자료를 적용하여 예측된 전국 233개 시 군 구의 평균 산불위험지수를 각각 추출하여 비교한 결과 $R^2$=0.854의 높은 정확도를 보였다. 산불위험도가 가장 높은 15시의 실제 76개소에서 관측한 기상자료를 적용하여 전국의 산불위험지수를 예측한 값은 70.5로 디지털예보자료를 적용하여 예측한 위험지수(70.0)와 0.5의 오차를 보여 예측력이 개선되었음을 확인할 수 있었다. 따라서 디지털예보를 적용할 경우 실황자료와의 예측력이 검증된 만큼 향후 기상에 의한 한반도의 산불발생위험지수를 보다 정확하게 계산하는데 유용하게 이용할 수 있을 것으로 기대된다.

직경분포모형을 이용한 소나무림의 수관연료특성 예측: 산림시업지 임분과 비시업지 임분에서 (Estimation of Canopy Fuel Characteristics for Pinus densiflora Stands Using Diameter Distribution Models: Forest Managed Stands and Unmanaged Stands)

  • 이선주;김성용;이병두;이영진
    • 한국산림과학회지
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    • 제107권4호
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    • pp.412-421
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    • 2018
  • 본 연구는 산림시업이 소나무임분의 수관연료특성 변화에 미치는 영향을 예측하고자 하였다. 본 연구에서는 국가산림자원자료 중 시업지 1,085 stands, 비시업지 349 stands의 표본점 자료를 분석에 이용하였으며, Weibull 함수를 사용하여 시간에 따른 임분생장과 수관연료특성에 대해 예측하였다. 산림시업유무에 따른 수관연료특성을 비교해본 결과 비시업지 임분이 시업지 임분에 비해 평균 수관연료량은 약 14% 높게 나타났으며, 연소가능한 수관연료밀도 또한 약 16% 높게 나타났다. Weibull 함수를 사용하여 임령 40년, 50년, 60년의 생장 예측과 수관연료특성 변화를 비교해본 결과, 시업지 임분은 시간이 지남에 따라 중경목, 대경목에 최대임목본수의 증가가 예측된 반면, 비시업지 임분은 소경목, 중경목에서 최대임목본수가 예측되었다. 비시업지 임분이 시업지 임분에 비해 수관연료량, 수관연료밀도의 증가량이 높게 나타나 수관화로의 확산 가능성이 높은 것으로 사료되었다.

실시간 센서 네트워크 프로토콜을 이용한 산불 모니터링 시스템의 구현 (Realtime Wireless Sensor Line Protocol for Forest Fire Monitoring System)

  • 김재호;이상신;안일엽;김태현;원광호;김성동
    • 대한전자공학회:학술대회논문집
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    • 대한전자공학회 2005년도 추계종합학술대회
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    • pp.1031-1034
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    • 2005
  • This paper introduces a novel sensor network protocol, R-WSLP(Realtime Wireless Sensor Line Protocol), which has extremely low latency characteristic in large-scale WSN. R-WSLP is proposed to implement realtime forest fire monitoring system. We propose Distributed TDMA method for the multiple channel access and Time Synchronized Forwarding Mechanism instead of routing technique to achieve low latency network. Also, R-WSLP provides extremely low power operation which we accomplished by reducing idle listening. In our experimentation, we get successful results at the forest fire monitoring system with our protocol.

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